相对论效应验证实验的β粒子动能的测量

相对论效应验证实验的β粒子动能的测量

粒子与物质相互作用是一个很复杂的问题，如何对其损失的能量进行必要的修正十分重要。 在计算粒子动能时还需要对粒子穿过Al膜(220m：200m为NaI(Tl)晶体的铝膜密封层厚度，20m为反射层的铝膜厚度)时的动能予以修正，计算方法如下。
设粒子在Al膜中穿越x的动能损失为E，则：
(5—14)
其中 ( )是Al对粒子的能量吸收系数，(是Al的密度)， 是关于E的函数，不同E情况下 的取值可以通过计算得到。可设 ，则E=K(E)x；取x0，则粒子穿过整个Al膜的能量损失为：
(5─15)；即 (5─16)
其中d为薄膜的厚度，E2为出射后的动能，E1为入射前的动能。由于实验探测到的是经Al膜衰减后的动能，所以经公式(4─9)可计算出修正后的动能(即入射前的动能)。下表列出了根据本计算程序求出的入射动能E1和出射动能E2之间的对应关系：
E1(MeV) E2(MeV) E1(MeV) E2(MeV) E1(MeV) E2(MeV)
0.317 0.200 0.887 0.800 1.489 1.400
0.360 0.250 0.937 0.850 1.536 1.450
0.404 0.300 0.988 0.900 1.583 1.500
0.451 0.350 1.039 0.950 1.638 1.550
0.497 0.400 1.090 1.000 1.685 1.600
0.545 0.450 1.137 1.050 1.740 1.650
0.595 0.500 1.184 1.100 1.787 1.700
0.640 0.550 1.239 1.150 1.834 1.750
0.690 0.600 1.286 1.200 1.889 1.800
0.740 0.650 1.333 1.250 1.936 1.850
0.790 0.700 1.388 1.300 1.991 1.900
0.840 0.750 1.435 1.350 2.038 1.950 此外，实验表明封装真空室的有机塑料薄膜对 粒子存在一定的能量吸收，尤其对小于0.4MeV的粒子吸收近0.02MeV。由于塑料薄膜的厚度及物质组分难以测量，可采用实验的方法进行修正。实验测量了不同能量下入射动能Ek和出射动能E0(单位均为MeV)的关系，采用分段插值的方法进行计算。具体数据见下表：
Ek(MeV) 0.382 0.581 0.777 0.973 1.173 1.367 1.567 1.752
E0(MeV) 0.365 0.571 0.770 0.966 1.166 1.360 1.557 1.747